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ヌルコレクターは、大型の非球面ミラーのテストに使用される光学装置です。レーザー、ミラー、ビームスプリッター、収束レンズなどの標準的な光学部品を使用すれば、あらゆるサイズの球面ミラーを比較的簡単にテストできます。シャックキューブを使用してこれを行う 1 つの方法を右に示しますが、他の多くのセットアップも可能です。このような干渉計テストでは、使用した波長の半分の単位で輪郭線が示され、表面が完全な球からどれだけずれているかを示す等高線マップが生成されます。ミラーが完全な場合、結果がヌル (輪郭がまったくない) になるため、これをヌルテストと呼びます。結果がヌルでない場合、ミラーは完全ではなく、パターンは、光学技師がミラーを磨いて改善する必要がある場所を示します。
しかし、現代の望遠鏡で使用されている鏡は球面ではなく、放物線または双曲線を回転させたものです。これらのより複雑な形状は光学収差を減らし、より広い視野を提供するためです。（たとえば、リッチー・クレティエン望遠鏡、またはLSSTなどの3 枚鏡の非点収差補正鏡を参照してください。）このような非球面鏡は、上記のようにテストしてもヌル結果を与えないため、ヌル結果を与えるテストが強く推奨されます（解釈がほとんど必要なく、結果が研磨要件に直接反映されます）。1 つの解決策は、ヌル補正器を導入することです。これは、目的の鏡を完全に球面鏡のように見せるために、光路に導入された 1 つ以上のレンズおよび/または鏡で構成されます。この装置を使用すると、測定された等高線マップは、球面との差ではなく、目的の形状との差を示します。これで、球面の場合と同じように測定と研磨を進めることができます。この方法は、現代の望遠鏡のほぼすべての大型鏡の製造に使用されています。[1]
鏡はヌルコレクターが正しい処方として報告するものに合わせて研磨されるため、ヌルコレクター自体が正確であることが極めて重要です。ヌルコレクターの製造時のエラーにより、ハッブル宇宙望遠鏡の鏡は間違った形に研磨されました。[2]あまり有名ではありませんが、ニューテクノロジー望遠鏡 などの他のケースでも同様のことが起きています。[3] もともと、ヌルコレクターをテストする簡単な方法はなかったため、鏡の製造業者はレンズが正しく、間隔が適切であるように細心の注意を払う必要がありました（この2番目の部分である間隔が、ハッブルヌルコレクターの故障の原因でした）。[2]コンピューター生成ホログラムの出現により、任意の鏡の位相応答を持つホログラムを作成できるようになりました。このようなホログラムは、目的の鏡の位相応答を解析的に複製するように作成し、実際の鏡をテストするのと同じようにヌルコレクターでテストできます。干渉計から見て、この組み合わせが球面鏡のように見える場合、ヌルコレクターとホログラムはそれぞれ異なる手順で独立して構築されるため、ヌルコレクターとホログラムは両方とも高い確率で正しいことになります。[4]この手順は、 MMT天文台の単一ミラー改造 に使用されたヌルコレクターをテストし、エラーを見つけるために使用されました。 [5] [6]
参考文献
- ^ バージ、ジェームズ・ハワード (1993)。天体望遠鏡の主鏡を測定するための高度な技術 (博士論文)。アリゾナ大学。
- ^ ab Lew Allen (議長) (1990)。「ハッブル宇宙望遠鏡の光学システム故障報告書」(PDF)。NASA 技術報告書 NASA-TM-103443。 ハッブル望遠鏡のエラーに関する決定的な報告書。原因は反射ヌルコレクターの構築におけるエラーであることが判明しました。
- ^ William J. Broad (1990-08-10). 「委員会が宇宙望遠鏡の製造業者による誤りを発見」ニューヨーク・タイムズ。言及エラーは、新技術望遠鏡の製造中にも発生しました。
- ^ Burge, James H. (1993). ヌルコレクターのヌルテスト: エラー分析(PDF) . SPIE の 1993 国際光学、イメージング、計測シンポジウム。国際光学およびフォトニクス協会。pp. 86–97。「ホログラムはヌルコレクターとは独立して設計・製造されているため、両者が一致すれば、両方が正しい可能性が高いことが分かります。」
- ^ Wilson, RN (1999).反射望遠鏡光学系 II: 製造、テスト、調整、最新技術。第 2 巻。Springer Verlag。85ページ。
- ^ Martin HM、Burge JH、Ketelsen DA、West SC (1997)。「多重ミラー望遠鏡変換用 6.5 m 主鏡の製造」。議事録。2871 : 399–404。Bibcode : 1997SPIE.2871..399M。doi : 10.1117 / 12.269063。ISSN 0277-786X。S2CID 1942534 。